Che cos’è una GPU?

Che cos'è una GPU

Quindi vuoi sapere che cos’è una GPU? La GPU o unità di elaborazione grafica è un microchip dedicato progettato per svolgere attività legate alla grafica a una velocità molto più rapida rispetto a una CPU o unità di elaborazione centrale . 

In generale, le GPU gestiscono il lato visivo dei videogiochi, nonché i software di editing video, la progettazione grafica, la progettazione 3D e altri strumenti simili. Recentemente, anche le GPU sono state utilizzate per svolgere determinate attività non grafiche come il mining di criptovaluta, che funziona bene con il loro design interno unico.

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La differenza tra GPU e CPU

Ogni computer, portatile, tablet o console di gioco, ha una CPU. La CPU è il cervello della macchina. Quando esegui il software sul tuo dispositivo, è la CPU che segue le istruzioni e fa tutto il necessario per la matematica. Naturalmente, ogni microchip esegue le istruzioni, quindi cosa rende speciale una CPU? 

La maggior parte delle CPU moderne ha quattro core, anche se questo numero è in rapida crescita. Il numero di calcoli che una CPU può eseguire contemporaneamente è limitato dal numero di core. Ma una CPU è molto brava a fare un piccolo numero di calcoli complessi di qualsiasi tipo, molto rapidamente, uno dopo l’altro.

Tuttavia, le GPU moderne hanno una filosofia di progettazione molto diversa. Invece di un piccolo numero di core di elaborazione complessi e con tutte le funzioni, hanno centinaia o migliaia di core di processore semplici progettati per eseguire istruzioni in parallelo, specificamente legate alla grafica. 

Ad esempio, un’istruzione per ombreggiare un pixel nell’immagine in un certo modo. I moderni display dei computer hanno milioni di pixel. Per eseguire il rendering e l’animazione di grafica 3D realistica a frame rate fluidi è necessaria questa enorme potenza di elaborazione parallela. Quindi, se vuoi elaborare molti comandi semplici allo stesso tempo, vuoi una GPU.

Le GPU e le schede video sono la stessa cosa?

È diventato comune usare in modo intercambiabile i termini “GPU” e “scheda grafica”. Il che porta a situazioni in cui qualcuno dirà che il proprio computer non ha una GPU, ma ciò che realmente significano è che il computer non ha una scheda grafica.

Che cos’è una GPU? La GPU si riferisce specificamente al microprocessore stesso, ma ovviamente una GPU non può funzionare da sola. Ha bisogno di altri componenti per fare il suo lavoro. Quindi esaminiamo i diversi modi in cui le GPU sono impacchettate.

Schede video

Una scheda grafica è un dispositivo discreto che si inserisce in uno slot standard sulla scheda madre del computer. Comprende il circuito stampato, la GPU, la memoria, i connettori del display, i connettori di alimentazione e altri vari componenti necessari alla GPU.

Le schede grafiche hanno anche sistemi di raffreddamento dedicati che aiutano a mantenere la GPU a una temperatura operativa sicura. Il vantaggio principale delle schede grafiche è che possono essere facilmente sostituite con modelli più recenti senza la necessità di sostituire l’intero computer o la scheda madre.

Che cos’è una GPU integrata

Le GPU integrate sono integrate nello stesso alloggiamento di una CPU. Quindi un computer dotato di uno di questi non ha bisogno di una scheda grafica separata per funzionare. I connettori di visualizzazione sono forniti dalla scheda madre e la GPU condivide lo stesso pool di memoria della CPU. Naturalmente, anche CPU e GPU condividono lo stesso sistema di raffreddamento e lo stesso alimentatore. 

Le GPU integrate sono piuttosto potenti al giorno d’oggi e alcune possono anche essere utilizzate per modeste grafiche per videogiochi, ma il loro principale vantaggio è il risparmio in termini di costi e spazio. Ecco perché sono una soluzione popolare su molti laptop.

Tablet e smartphone hanno anche GPU integrate, ma fanno parte di un pacchetto “system on a chip”. Sui computer, solo la CPU e la GPU condividono lo stesso pacchetto Nel caso dei SoC, la RAM, l’archiviazione, i controller periferici e altri componenti che compongono l’intero sistema sono tutti sullo stesso pacchetto di silicio.

GPU dedicate

Una GPU dedicata si distingue da una scheda grafica e GPU integrate. È più facile pensarlo come una scheda grafica che è stata integrata nel computer. I laptop sono i principali dispositivi che utilizzano GPU dedicate.

Proprio come con una scheda grafica, la GPU ha la propria memoria e raffreddamento, ma a differenza di una scheda grafica non è possibile modificare o aggiornare la GPU dedicata. Esistono pochi laptop che utilizzano moduli GPU intercambiabili, ma questa è un’eccezione rara.

Schede grafiche esterne

Uno sviluppo recente, le schede grafiche esterne, utilizzano porte ad alta velocità su computer moderni. Thunderbolt 3 su USB C è la soluzione di scelta. Le schede esterne possono essere una soluzione integrata o semplicemente un contenitore che è possibile utilizzare con qualsiasi scheda grafica adatta.

Questa è una buona soluzione per gli utenti di laptop che desiderano una soluzione GPU più potente quando sono alla scrivania.

Che cos’è una GPU? I numeri

Per una rapida carrellata, ecco i numeri chiave che contano quando si tratta di GPU:

  • Il numero di processori
  • La quantità di memoria
  • La larghezza di banda di memoria totale
  • Funzionalità speciali, come hardware ray tracing

Sfortunatamente, conoscere questi numeri o dettagli non ti dirà molto sulle prestazioni di una determinata GPU o scheda grafica. Alla fine, ciò che conta di più sono le prestazioni con le applicazioni che si desidera eseguire, che è possibile trovare facilmente nei benchmark pubblicati online.

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Attività generali di calcolo della GPU

L’ultima cosa importante da sapere sulle GPU moderne è che possono essere utilizzate per determinate attività non grafiche. Poiché le GPU sono essenzialmente costituite da un numero enorme di semplici processori, qualsiasi lavoro che richiede molti calcoli eseguiti in parallelo può trarre vantaggio dall’esecuzione su una GPU.

Ad esempio, il marchio di schede Nvidia funziona con le istruzioni CUDA (Compute Unified Device Architecture). Puoi scrivere software usando CUDA in modo che utilizzi il design unico della GPU per accelerare determinati tipi di calcoli.

C’è anche OpenCL, che non è attaccato a una marca specifica di carte. Le GPU vengono applicate all’analisi dei big data, all’apprendimento automatico, all’apprendimento approfondito, al mining di criptovaluta e a un elenco sempre crescente di lavori avanzati che in passato avrebbero avuto bisogno di supercomputer.

Che cos’è una GPU? Conclusioni!

Questi sono i fatti più importanti che devi sapere su quali GPU sono. Ora sai cosa sono, a cosa servono e come sono diversi dagli altri tipi di processori. Dovremmo essere tutti grati per le GPU. L’uso dei computer sarebbe molto meno colorato e amichevole senza di loro!

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